Введение
Рост числа аллергических заболеваний (АЗ), большинство которых связано с развитием у пациентов аллергических реакций немедленного типа (АРНТ), является одной из актуальных проблем современной медицины [1]. Развитие АРНТ связано с патологической реакцией организма на экзогенные аллергены (пыльцевые, пищевые, бытовые, микробные, лекарственные). При первичном контакте организма с аллергеном синтезируется специфический IgE, концентрация которого превышает норму в 20-40 раз (стадия сенсибилизации). После повторного контакта с аллергеном АРНТ развиваются сразу или через несколько минут, что проявляется в виде анафилактического шока, отека Квинке, атопического дерматита, атопической бронхиальной астмы, поллинозов и т. п. [2-4]. На рисунке представлена схема развития АРНТ [5].
&hide_Cookie=yes)
Схема развития аллергической реакции немедленного типа (по [5] с изменениями)
Эффективность лечения АЗ и, соответственно, улучшение качества жизни пациентов напрямую связана с ранней диагностикой таких заболеваний. Постановка диагноза АЗ направлена на выявление причин (причинно-значимого аллергена) и факторов, способствующих формированию и манифестации АРНТ. Диагностика основана на корреляции анамнеза с этиологической ролью различных аллергенов, наличия положительных результатов тестирования, подтверждающих диагноз. Обследование пациента включает тщательный сбор аллергоанамнеза (обострения симптомов аллергии при повторной провокации аллергеном, анализ фармакологического, пищевого анамнеза), неспецифические методы обследования (сбор анамнеза, физикальное обследование, клинический анализ периферической крови, биохимический анализ, клинический анализ мочи, цитологическое исследование секрета, мазков или смывов из полости носа, слизистой конъюнктивы и др.), инструментальные и функциональные методы обследования (передняя риноскопия, исследование функции внешнего дыхания и др.) [6]. Для специфической диагностики АЗ, обусловленных развитием АРНТ, применяют тесты как in vivo, так и in vitro, которые связаны с образованием комплекса аллерген-антитело класса IgE.
Аллергодиагностика in vivo
Применение тестов in vivo для подтверждения АЗ имеет более чем 100-летнюю историю и продолжает оставаться актуальным по сегодняшний день, поскольку тесты in vivo обладают хорошей чувствительностью, специфичностью и точностью; их воспроизводимость колеблется от 75 до 88 %. При аллергодиагностике наиболее часто применяют кожные тесты: прик-тест (тест уколом) или скарификацию. Они просты в постановке, поскольку для кожных тестов необходимо иметь аллерген, раствор гистамина (положительный контроль), скарификатор или иглу для прокола кожи; результаты анализа известны через 20 мин [7, 8].
Однако необходимо отметить, что тесты in vivo и кожные пробы в частности имеют серьезные противопоказания, в первую очередь - обострение АЗ, острых и хронических заболеваний других этиологий. Также к противопоказаниям относятся гормональная терапия, психические заболевания, заболевания центральной нервной системы, беременность и период лактации. На результаты кожных проб влияет возраст пациентов - у детей до 5 лет и лиц старше 60 лет снижена реакция кожи. Но несмотря на это в некоторых ситуациях тесты in vivo имеют решающее значение для определения причинно-значимого аллергена [8].
Аллергодиагностика in vitro
С развитием иммунохимических методов исследования стало возможным выявлять аллерген-специфические IgE-антитела (IgE-Ат) в крови пациентов. Методы иммуноанализа в аллергодиагностике АРНТ основаны на связывании исследуемого белка (аллергена) со специфичными к нему IgE-Ат и последующем выявлении образовавшегося комплекса антиген-антитело с помощью метки, которая легко детектируется с использованием высокочувствительных устройств - счетчиков радиоактивных частиц, спектрофотометров, флуориметров и т. п. Исследуемые аллергены (природные аллергенные экстракты, содержащие как аллергенные, так и неаллергенные компоненты) сорбировали на твердом носителе, в качестве которого использовали бумажные диски, полистироловый планшет или нитроцеллюлозную мембрану. В 1967 г. для выявления IgE-Ат впервые был применен радиоаллергосорбентный тест (РАСТ). Позже для этих целей стали использовать и другие методы иммуноанализа, такие как иммуноблоттинг, ИФА и т. п. [9]. Необходимо отметить, что первое поколение тестов in vitro обладало более низкой чувствительностью по сравнению с кожными пробами, концентрация выявляемых IgE-Ат не всегда коррелировала с тяжестью заболевания [10-12].
Применение новых технологий и материалов в разработках тест-систем на основе методов иммуноанализа привело к тому, что чувствительность тестов in vitro и in vivo стала сопоставима. В этих тест-системах наряду с нативными аллергенами используются также и рекомбинантные.
В частности, для проведения диагностики in vitro в настоящее время применяют тест-системы, основанные на методе REAST - реверсивный аллергосорбентный тест ("capture" REAST) - с использованием биотинилированных жидкофазных моно- и микст-аллергенов. Отличие "capture" REAST от классических вариантов ИФА состоит в том, что в планшет с сорбированными моноклональными антителами к IgE человека вносятся исследуемый образец крови и раствор биотинилированного аллергена. Чувствительность тест-системы повышается за счет того, что растворенный аллерген обладает большей доступностью для связи со специфическим IgE, чем аллерген, связанный с поверхностью планшета [13, 14].
В последнее время широкую популярность получил метод диагностики с использованием биочипов (аллергочипов). В аллергочипе ImmunoCAP Immuno Solid-Phase Allergen Chip (ISAC) используется технология мультиплексного анализа: на микрочип методом ультраточного дозирования нанесены 112 аллергенов. Для тестирования требуется всего 30 мкл сыворотки или плазмы крови пациента [15, 16].
REAST и тестирование с помощью аллергочипа ImmunoCAP ISAC относятся к методам молекулярной или компонентной диагностики (МД), поскольку используют отдельные компоненты природного аллергенного комплекса, включающего несколько различных антигенных детерминант (белковых молекул), обладающих различной способностью вызывать аллергическую реакцию. Главные (мажорные) компоненты аллергенного комплекса обладают наибольшей иммуногенностью и вызывают сенсибилизацию 50 % и более пациентов с аллергией, они более крупные по размеру и более иммуногенные. По сравнению с ними малые по размеру компоненты аллергенного комплекса (минорные аллергены) вызывают сенсибилизацию у менее чем 10 % пациентов [17, 18]. Аллергенные компоненты классифицированы по их принадлежности к различным белковым семействам исходя структуры и функций белков. Ведется и постоянно дополняется база аллергенных молекул. В настоящее время описаны и охарактеризованы более 3 тыс. аллергенов, в числе которых выявлены 1400 изоформ и более 1500 воспроизведены как рекомбинантные молекулы [19].
Сравнительная оценка диагностической эффективности показала, что выявление причинно-значимого аллергена с помощью аллергочипа ImmunoCAP ISAC было более точным по сравнению с кожными пробами у пациентов, проживающих в местности с гипервыбросом пыльцы различных трав, деревьев и кустарников, что позволило снизить расходы на лечение более чем в 2 раза [20].
С помощью методов МД был изучен механизм возникновения перекрестных аллергических реакций на аллергены, к которым у пациента не было первичной сенсибилизации. Это связано с тем, что аллергены имеют сходные трехмерные структурные области (эпитопы), и поэтому IgE-Ат, специфичные для одного аллергена, могут распознавать другие аллергены как свой специфичный аллерген. Так например установлено, что основной причиной перекрестной реактивности между аллергенами березы и яблони является биохимическое и иммунологическое сходство между основными аллергенными компонентами Bet v 1 и Mal d 1. Встречаемость перекрестной аллергенной реактивности по различным данным варьирует от 26 до 70 %. В настоящее время разработаны карты перекрестной иммунореактивности, что позволяет определить аллергены, после контакта с которыми у пациента может развиться аллергическая реакция [21-24].
К недостаткам методов МД относится их более высокая стоимость по сравнению с кожными пробами и более длительное время получения результатов исследования (не менее 2 ч). Кроме того, тесты МД являются простым доказательством сенсибилизации, которое не содержит никакой информации об их клинической значимости. В конечном итоге только врач может оценить клиническую значимость полученных с помощью тестов in vitro результатов независимо от использования нативных экстрактов аллергенов или отдельных компонентов [25]. В таблице приведены доступные в Российской Федерации тест-системы, с помощью которых можно выявить IgE-Ат к отдельным аллергенным компонентам.
Тест-системы для выявления специфических IgE-АТ к аллергенным компонентам
&hide_Cookie=yes)
Применение методов молекулярной диагностики для оценки эффективности аллерген-специфической иммунотерапии
Одним из направлений использования МД аллергии является индивидуальный подбор аллерген-специфической иммунотерапии (АСИТ) пациентам, имеющим АЗ, обусловленные IgE-зависимой гиперчувствительностью. Методика АСИТ заключается в многократном введении аллергена в организм больного, начиная с пороговой дозы и постепенном повышении ее до хорошо переносимой. Коммерческие препараты аллергенов, используемые для АСИТ, представляют собой водно-солевые экстракты только природных аллергенов, в которых присутствуют в значительных количествах главные аллергенные компоненты. Их применяют в виде подкожных инъекций или сублигвальных форм (таблетки или капли). Эффективность АСИТ не вызывает вопросов, когда она проводится, например, пациентам, чувствительным к пыльце амброзии, поскольку главный аллергенный компонент амброзии Amb a 1 в 100 % случаев вызывает развитие АЗ [8, 26]. В случае сенсибилизации к клещам домашней пыли Dermatophagoides pteronyssinus показано, что АСИТ будет эффективна только у 80 % пациентов, поскольку в 20 % случаев АЗ вызвано минорными аллергенными компонентами, которые присутствуют в природном аллергенном экстракте в мизерных количествах. Соответственно, пациентам с АЗ, вызванными минорными аллергенными компонентами, рекомендовать АСИТ не следует [27].
Также показано, что эффективность АСИТ будет высокой для пациентов с аллергией на пыльцу березы в случае обнаружения сенсибилизации к мажорному аллергену Bet v 1. При наличии специфических IgE как к мажорному компоненту Bet v 1, так и к минорному компоненту Bet v 2 эффективность АСИТ будет средней, а при отсутствии IgE к мажорному аллергену Bet v 1 АСИТ будет малоэффективной [28].
Необходимо отметить, что в странах ЕС оценка количественного содержания аллергенных компонентов имеет рекомендательный характер [29], в Российской Федерации она рекомендована только для стандартных образцов аллергенов [30, 31]. Возможно, это связано с малой доступностью реагентов для выявления отдельных аллергенных компонентов, поскольку производством этих веществ и соответствующих моноклональных антител, необходимых для их выявления, занимаются только отдельные фирмы, которые имеют ограниченный выпуск такой продукции. В ФГБУ "НЦЭСМП" Минздрава России при разработке стандартных образцов аллергенов для количественной оценки отдельных компонентов используют коммерческие наборы фирмы INDOOR Biotechnologies [32]. В настоящий момент отсутствуют рекомендации по количественному содержанию в препаратах лечебных аллергенов аллергенных компонентов, необходимых для достижения терапевтического эффекта. Из всех зарегистрированных в Российской Федерации аллергенов, рекомендованных для АСИТ, только в нормативной документации препаратов фирмы "АЛК Абелло" предусмотрена количественная оценка главных аллергенных компонентов.
Заключение
Таким образом, диагностика АЗ, обусловленных развитием АРНТ, основывается на выявлении комплекса аллерген-IgE-Ат. Для этого используются тесты как in vivo (в основном кожные пробы), так и in vitro. Кожные пробы просты в постановке, результат исследования известен через 20 мин. Однако для кожных проб имеется ряд противопоказаний, несоблюдение которых может спровоцировать нежелательные осложнения, в том числе и анафилактический шок. Тесты in vitro противопоказаний не имеют, и современные методы аллергодиагностики, основанные на выявлении отдельных компонентов аллергенного комплекса (REAST, алллергочип), позволяют более точно установить причинно-значимый аллерген. В настоящее время МД не может заменить традиционные методы диагностики АЗ и в большинстве случаев рассматривается как подход третьей линии после клинического анамнеза и кожного тестирования. И хотя они более затратны по сравнению с кожными пробами, по их результатам можно оценить эффективность АСИТ, что приводит к существенному снижению стоимости лечения. Индивидуальный подбор препаратов аллергенов для АСИТ пока невозможен, поскольку оценка количественного содержания аллергенных компонентов в них имеет рекомендательный характер.
Вклад авторов
Сбор и обработка материала - Невская Л.В., Капитанова В.К., Петрова Н.Э.; написание текста - Невская Л.В.; редактирование - Капитанова В.К., Петрова Н.Э.
Литература
1. Хаитов Р.М. Аллергология и клиническая иммунология. Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2019: 336 с.
2. Адо А.Д. Общая Аллергология : руководство для врачей. 2-е изд. Москва : Медицина, 197: 464 с.
3. Хутуева С.Х., Федосеева В.Н. Аллергенспецифическая иммунотерапия бронхиальной астмы. Москва : Экон, 2000: 252 с.
4. Ярилин А.А. Иммунология. Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2010: 752 с.
5. Бурместер Г.-Р., Пецутто А. Наглядная иммунология. Москва : Бином. Лаборатория знаний, 2014: 320 с.
6. Хаитов Р.М., Ильина Н.И. Аллергология: Федеральные клинические рекомендации. Москва : Фармарус Принт Медиа, 2014: 126 с.
7. The World Allergy Organization; Oppenheimer J., Duram S., Nelson H., Wolthers O.D. Allergy Diagnostic Testing, 2014. URL: https://www.worldallergy.org/education-and-programs/education/allergic-disease-resource-center/professionals/allergy-diagnostic-testing (date of access June 23, 2020)
8. Lockey R.F., Ledford D.K. Allergens and Allergen Immunotherapy. Subcutaneous, Sublingua, and Oral. 5th ed. CRC Press, 2014: 576 p. DOI: http://doi.org/10.1201/b16539
9. Невская Л.В., Радунская С.Ф., Лавренчук Е.И., Мовсесянц А.А., Капитанова В.К., Короткова М.Ю. Применение иммуноанализа для решения актуальных задач стандартизации аллергенных препаратов. Биопрепараты. Профилактика, диагностика и лечение. 2015; (3): 17-20.
10. Bernstein I.L., Li J.T., Bernstein D.I. et al. Allergy diagnostic testing: an updated practice parameter. Ann. Allergy Asthma Immunol. 2008; 100 (3): P. 1-148. DOI: http://doi.org/10.1016/s1081-1206(10)60305-5
11. Matricardi P.M., Kleine-Tebbe J., Hoffmann H.J. et al. EAACI Molecular allergology user’s guide. Pediatr. Allergy Immunol. 2016; 27 (23): 1-250. http://doi.org/DOI 10.1111/pai.12563
12. Бала А.М., Клещенко А.Б., Чурсинова Ю.В. Современные возможности лабораторной аллергодиагностики. РМЖ. 2019; 1 (II): 56-61.
13. Павлов А.В., Сейлиева Н.А., Мухортых О.Ю., Стефанов В.Е. Получение и оценка свойств рекомбинантного аналого мажорного аллергена пыльцы березы Bet v 1. Российский аллергологический журнал. 2012; 3: 7-13.
14. Невская Л.В., Лавренчик Е.А., Жданова М.Ю. Аллергены на основе рекомбинантных белков. Иммунология. 2018; 39 (4): 239-42.
15. Lupinek C, Wollmann E, Baar A. Advances in allergen-microarray technology for diagnosis and monitoring of allergy: the MeDALL allergen-chip. Methods. 2014; 66: 106-19. DOI: http://doi.org/10.1016/j.ymeth.2013.10.008
16. Alessandri C., Ferrara R., Bernardi M.L., Zennaro D., Tuppo L., Giangrieco I., Tamburrini M., Mari A., Ciardiello M.A. Diagnosing allergic sensitizations in the third millennium: why clinicians should know allergen molecule structures. Clin. Transl. Allergy. 2017; 7: 21. DOI: http://doi.org/10.1186/s13601-017-0158-7
17. Valenta R., Lidholm J., Niederberger V., Hayek B., Kraft D., Grönlund H. The recombinant allergenbased concept of component-resolved diagnostics and immunotherapy (CRD and CRIT). Clin. Exp. Allergy. 1999; 29: 896-904. DOI: http://doi.org/10.1046/j.1365-2222.1999.00653.x
18. Kleine-Tebbe J, Jakob T. Molecular allergy diagnostics using IgE singleplex determinations: methodological and practical consideration for use in clinical routine - Part 18 of the Series Molecular Allergology. Allergo J. Int. 2015; 24: 185-97. DOI: http://doi.org/10.1007/s40629-015-0067-z
19. Allergome. The platform for allergen knowledge. URL: http://www.allergome.org/index.php (date of access June 23, 2020)
20. Saltabaeva U., Garib V., Morenko M. et al. Greater real-life diagnostic efficacy of allergen mollecular-based diagnosis for prescription of immunotherapy in area with multiple pollen exposure. Int. Arch. Allergy Immunol. 2017; 173 (2): 93-8. DOI: http://doi.org/10.1159/000477442
21. Хаитов Р.М., Ильина Н.И. Аллергология и иммунология : национальное руководство. Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2014: 656 с.
22. Mohapatra S.S., Lockey R.F., Polo F. Weed pollen allergens. Clin. Allergy Immunol. 2004; 18: 207-222. PMID: 18828502
23. Holm J., Baerentzen G., Gajhede M., Ipsen H., Larsen J.N., Lowenstein H., Wissenbach M., Spangfort M.D. Molecular basis of allergic cross-reactivity between group 1 major allergens from birch and apple. J. Chromatogr. B Biomed. Sci. Appl. 2001; 756 (1-2): 307-13. DOI: http://doi.org/10.1016/s0378-4347(01)00089-5
24. ThermoFisher Scientific ImmunoCAP Whole Allergen. URL: https://www.thermofisher.com/diagnostic-education/lab/wo/en/our-science/immunocap-assays/whole-allergens.html (date of access June 18, 2020)
25. Kleine-Tebbe J., Jappe U. Molecular allergy diagnostic tests: development and relevance in clinical practice. Allergol. Select. 2017; 1 (2): 169-89. DOI: http://doi.org/10.5414/ALX01617E
26. Valenta R., Linhart B., Swoboda I., Niederberge V. Recombinant allergens for allergen-specific immunotherapy with recombinant allergens. Allergy. 2011; 66: 775-83. DOI: http://doi.org/10.1111/j.1398-9995.2011.02565.x
27. Casset A., Mari A., Purohit A. Varying allergen composition and content affects the in vivo allergenic activity of commercial Dermatophagoides pteronyssinus extracts. Int. Arch. Allergy Immunol. 2012; 159 (3): 253-62. DOI: http://doi.org/10.1159/000337654
28. Geroldinger-Simic M., Zelniker T., Aberer W., Ebner C., Egger C., Greiderer A. Birch pollen-related food allergy: clinical aspects and the role of allergenspecific IgE and IgG4 antibodies. J. Allergy Clin. Immunol. 2011; 127: 616-22. DOI: http://doi.org/10.1016/j.jaci.2010.10.027
29. European Pharmacopeia online. URL: https://pheur.edqm.eu/home (date of access June 30, 2020)
30. Государственная Фармакопея Российской Федерации. 14-е изд. URL: http://femb.ru/femb/pharmacopea.php (дата обращения: 03.07.2020)
31. Невская Л.В., Жданова М.Ю. Требования к качеству аллергенов в Российской Федерации. Российский аллергологический журнал. 2019; 16 (1, ч. 2): 105-7.
32. Indoor Biotechnologies. URL: https://inbio.com/ (date of access June 30, 2020)